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un tableau pour 2070
neutralité carbone, 92 GW nucléaire, peu d'éolien et photovoltaïque

et le système électrique qui va avec 

un tableau pour 2050
70 GW nucléaire, une production de CO2 à stocker ou à compenser.


Une feuille sur la prospective de l'électricité
le travail de RTE
Une contre-proposition


Une feuille sur l'hydrogène

Comparaison de six jeux d'hypothèses avec plus ou moins de nucléaire et plus ou moins d'hydrogène.
Une prospective de l'énergie pour 2050-2070
mai 2021


  Une prospective de l'énergie ouverte sur le monde : en 2070 avec un point en 2050 - en quelques lignes

Les principes : neutralité carbone en 2070 ; en 2050, compenser les émissions résiduelles par une coopération avec des pays d'Afrique. Encombrer aussi peu que possible les paysages par les éoliennes et le sol par le photovoltaïque. Consommer aussi peu de matériau que possible. Dépenser aussi peu que possible. Ne pas créer de contraintes ou de privations inutiles.

Résultat : le transport sur route et en avion augmente comme la population ; la surface de logement par habitant ne diminue pas ; il est possible d'avoir des maisons individuelles ; les véhicules électriques ou bien hybrides rechargeables pour une bonne autonomie sans avoir besoin de masses gigantesques de batteries qui ne serviraient presque jamais ; ils consomment du biocarburant ; pour éviter des dépenses inutiles, les logements sont convenablement mais pas excessivement isolés (classe D du DPE) et équipés de pompes à chaleur ; la capacité éolienne sur terre est à peine supérieure à ce qu'elle est aujourd'hui et il y a des éoliennes en mer pour montrer que notre industrie est capable d'en faire et d'en exporter ;  il y a plus de photovoltaïque qu'aujourd'hui sans mordre sur les forêts et en espérant une bonne cohabitation avec l'agriculture ; chaque réacteur nucléaire existant est remplacé par un autre plus puissant. Ce sera possible avant 2070. En 2050, les émissions françaises dues à l'énergie seraient faciles à compenser en évitant des émissions en Afrique dans le cadre de coopérations pour installer du photovoltaïque et des petits réacteurs nucléaires à sécurité passive au lieu de groupes électrogènes et de centrales au gaz ou au charbon.

Les outils de simulation publiés sur ce site (consommation d'énergie et production et consommation d'électricité) permettent à chacun de tester ses propres hypothèses.


La SNBC telle qu'elle est aujourd'hui a été élaborée à partir des scénarios de Négawatt et de l'ADEME. Elle suppose que d'ici 2050 la consommation d'énergie aura été divisée par deux et que la consommation d'électricité augmente de 20 % seulement.

La prospective proposée ici est très différente. Elle parvient à la neutralité carbone en dépensant beaucoup moins pour produire et économiser l'énergie et en évitant ce qui serait perçu comme des contraintes ou des privations.

De plus elle ménage la consommation de matériaux, elle respecte nos paysages et elle évite l'artificialisation des sols.

Les réacteurs nucléaires existants sont remplacés nombre pour nombre par des réacteurs plus puissants.

Pour une vision d'ensemble de la production et de la consommation d'énergie

De multiples interactions : quelques exemples
Avec une même quantité de biomasse et de biogaz, si l'on produit plus de biocarburant, il y aura moins de biomasse ou de biogaz pour se chauffer ou pour produire de l'électricité ; si, pour produire de l'électricité, on a moins de biogaz et si l'on ne veut pas consommer de gaz fossile, il faut plus de gaz de synthèse, donc plus d'éoliennes, de photovotalïque ou de nucléaire. Si l'on consomme plus d'hydrogène dans le transport, on aura moins besoin d'électricité pour la motricité mais on consommera plus d'électricité ou de biomasse pour produire l'hydrogène. Il est possible de faire plus de biocarburant avec la même quantité de biomasse (en apportant de l'hydrogène), mais il faut pour cela plus d'électricité.  Avec des pompes à chaleur, on consomme moins de bois pour se chauffer mais on doit s'équiper, ce qui coûte plus cher. Les véhicules hybrides rechargeables consomment du biocarburant mais ont besoin de beaucoup moins de batteries, qui utilisent de matériaux dont la mise en forme porte atteinte à l'environnement. Ajoutons que les économies d'énergie de chauffage coûtent cher et consomment des matériaux dont la mise en forme émet du CO2.

Les moyens de simulation  utilisés ici permettent de commencer à assurer une cohérence des différentes formes d'énergie et moyens de production, de stockage et de transfert : biomasse, biogaz, nucléaire, éolien, solaire, hydraulique, batteries, Steps, hydrogène, gaz de synthèse, pompes à chaleur, moteurs thermiques, moteurs électriques, chaudières, piles à combustible.

Tout cela est accompagné de considérations, encore partielles, sur les dépenses et sur la consommation de matière.

Pour dessiner un tableau de production et de consommation d'énergie en 2070 avec une étape en 2050, j'utilise surtout deux feuilles de calcul, publiées sur ce site  :
- un tableau croisé de consommation d'énergie par secteur d'utilisation et par type d'énergie : voir ici 
- un outil de simulation du système électrique qui équilibre heure par heure fourniture et consommation d'électricité : voir ici

Au sujet du profil horaire de consommation d'électricité

J'utilise une version (non publiée) du simulateur du système électrique où il est possible d'introduire différents profils horaires de consommation et de production éolienne. Dans la version publiée, le profil horaire de la consommation est semblable à celui de l'année 2013. Ici, heure par heure, la consommation pour la chaleur est proportionnelle à ce que suppose l'ADEME dans un rapport tel que, en total annuel, elle soit égale à l'hypothèse faite dans le tableau croisé des consommations. Pour les autres usages, la consommation heure par heure est proportionnelle aux hypothèses de l'ADEME dans un autre rapport, ajusté  pour que la consommation totale soit celle que je suppose.


Un enseignement de ces simulations : utiliser la biomasse et le biométhane pour produire de l'électricité et du biocarburant et ne l'utiliser pour la chaleur qu'en milieu rural - sans s'interdire de temps en temps quelques foyers en cheminée pour le plaisir. : la lutte contre les émissions ne doit devenir une obsession.

L'électricité est très efficace lorsqu'elle est utilisée pour le chauffage et la motricité. Pour se chauffer il sera donc efficace de remplacer autant que possible non seulement le fioul et le gaz mais aussi la biomasse et le biogaz par des pompes à chaleur. Qui plus est, cela ira dans le sens recommandé par les médecins, qui n'aiment pas les particules fines émises par la combustion du bois. Et cela libèrera de la biomasse et du biogaz pour produire de l'électricité en réponse aux  fluctuations de la production et de la consommation, faute de quoi il faudrait produire du gaz de synthèse avec un mauvais rendement.

Hypothèses ici retenues pour 2070 et 2050

La consommation finale d'énergie
Les bâtiments mal isolés sont mis en classe D du DPE. Voir pourquoi en consultant une étude sur le sujet. La circulation sur route aumgente de 12 %, au même rythme que la population. 70 % de la motricité hors rail se fait avec de l'électricité. La consommation d'électricité des transports sur rail augmente de 80 %.
La consommation finale est alors de 1320 TWh - ou 114 Mtep (millions de teps) en comptant la chaleur pompée par les pompes à chaleur : 244 TWh ou 21 Mtep.
Industrie : 400 TWh ou 34,4 Mtep.
Transport : 256 TWh ou 22 Mtep.
Dans le résidentiel et tertiaire : chauffage et eau chaude  : 470 TWh (40,6 Mtep) dont 244 pompés par les PAC ;             électricité spécifique (cuisson, éclairage, électroménager, climatisation, électronique et numérique) : 209 TWh.

En 2070 :  voir ici un tableau de consommation d'énergie avec les moyens de production d'électricité en 2070
                      et le système de production d'électricité qui va avec  

Neutralité carbone avec :
- pour l'industrie : 243 TWh d'électricité ; 46 TWh d'hydrogène
- pour le transport : 124 TWh d'électricité, 71 TWh (6,1 Mtep) de biocarburant et 23 TWh (2,1 Mtep) de biogaz et autant d'hydrogène
- pour le chauffage et l'eau chaude : 160 TWh d'électricité et 240 TWh pompés par les PAC dans le milieu ambiant ; peu de biomasse (25 TWh) et autant de biofioul et de biogaz pour un chauffage hybride.

Pour produire l'électricité : en prenant comme hypothèse que l'on remplace nombre pour nombre les réacteurs existants par des réacteurs plus puissants tels que les EPR : il ne sera pas nécessaire d'ouvrir de nouveaux sites.
92 à 95 GW de nucléaire, 25 GW d'éolien sur terre et 20 GW en mer, 44 GW de photovoltaïque et 12 TWh à partir de biométhane.
L'hydrogène est produit à partir d'excédents de production d'électricité, avec 30 GW d'électrolyse dont le facteur de charge est de 4000 heures.

En 2050 : voir ici un tableau de consommation d'énergie avec les moyens de production d'électricité en 2050
                et le système de production d'électricité qui va avec (en 2050)

Avec 70 GW nucléaire, avec les mêmes capacités éolienne et photovoltaïque et une plus grande production à partir de biométhane, et avec moins d'hydrogène, on continue de consommer du carburant pétrolier.
Sans stockage de CO2, les émissions seraient de 45 millions de tonnes de CO2.
Ce qui ne serait pas stocké pourrait être compensé en évitant des émissions dans le cadre de coopérations avec des pays en développement. On peut aussi tenir compte des émissions évitées par le rapatriement en France de la fabrication de produits importés.

L'usage de la biomasse énergie
  
écrit début juin 2021
Une réflexion à propos de l'hydrogène conduit à hiérarchiser les utilisations de la biomasse.

- En priorité produire de l'électricité "de pointe", c'est à dire avec des turbines à gaz qui fonctionnent seulement quelques centaines d'heures par an, de façon à diminuer le besoin de production de gaz de synthèse dont le rendement est très mauvais.
- Produire du biocarburant pour les véhicules hybrides rechargeables (de façon à limiter le besoin de batteries et de recharges rapides) et pour les avions.
- Produire de l'hydrogène avec la biomasse qui ne peut pas être utilisée pour autre chose
- Pour le chauffage, privilégier systématiquement les pompes à chaleur et limiter l'utilisation directe de la biomasse là où l'usage des PAC serait trop coûteux ; la biomasse peut produire du biofioul ou de biogaz pour des chauffages hybrides combinant une PAC et une chaudière.